Đồ Án ứng dụng gps/gsm trong quản lý giám sát phương tiện cá nhân

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật,
công nghệ kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật tự động điều khiển đóng vai trò
quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp, cung cấp
thông tin . Với nhu cầu thông tin ngày càng tăng của con người, mạng viễn thông đã
ra đời để đáp ứng nhu cầu đó. Hiện nay, mạng viễn thông đã trở nên phổ biến trên toàn
cầu, nó không chỉ đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin đơn thuần (nghe, gọi, nhắn tin )
mà chúng ngày càng được ứng dụng rộng rãi vào nhiều lĩnh vực. Với sự phát triển
nhanh chóng các dịch vụ và ứng dụng việc thông tin qua mạng viễn thông ngày tiện
lợi, tiết kiệm thời gian, đảm bảo an toàn và tiết kiệm được chi phí sử dụng. Với chất
lượng mạng viễn thông như hiện nay đã tạo điều kiện cho các ứng dụng về điều khiển
từ xa ra đời và càng ngày càng được ứng dụng rộng rãi.
Xã hội loài người phát triển đòi hỏi con người phải hoạt động trong các môi
trường phức tạp và nguy hiểm hơn, khi đó điều khiển từ xa trở nên một yêu cầu tất
yếu. Từ những robot làm việc trong các hầm mỏ, nhà máy điện hạt nhân, dưới đáy đại
dương, robot chiến trường hay các robot khám phá các hành tinh xa xôi đều là các
thành tựu công nghệ về điều khiển từ xa.
Với điều kiện cơ sở vật chất hiện có ở nước ta và nhu cầu thực tế. Thì ứng dụng
điều khiển các thiết bị từ xa qua mạng GPRS/GPS và mạng điện thoại di động GSM là
rất khả thi. Ứng dụng này sẽ giúp người điều khiển có thể quản lý và điều khiển các
thiết bị một cách nhanh chóng, chính xác, hiệu quả mà không bị giới hạn về khoảng
cách chỉ cần nơi đó có mạng GPRS hoặc mạng di động phủ sóng.
Xuất phát từ thực tiễn đó, em đã quyết định nghiên cứu và thực hiện đề tài:
“ỨNG DỤNG GPS/GSM TRONG QUẢN LÝ GIÁM SÁT PHƯƠNG TIỆN CÁ
NHÂN” dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Mạnh Cường - giảng viên bộ môn Kỹ thuật
điện trường đại học Giao thông vận tải.
Đồ án được hoàn thành nhờ sự hướng dẫn tận tình và tâm huyết của thầy Trần
Mạnh Cường, cùng những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô trong bộ môn Kỹ
thuật điện tử và sự nỗ lực cố gắng của bản thân. Tuy nhiên, do kiến thức hiểu biết và
thời gian hạn hẹp nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong sự đóng góp
ý kiến của thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn trong thời gian còn lại.
Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo Trường đại học Giao
Thông Vận Tải Hà Nội, bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử đã nhiệt tình giảng dạy và truyền
đạt những kiến thức, những kinh nghiệm quý giá trong suốt 5 năm học đại học.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo Trần Mạnh Cường đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình học tập cũng như nghiên cứu khoa học
và quá trình thực tập tốt nghiệp, làm đồ án tốt nghiệp. Chúc thầy cô luôn mạnh khỏe
và công tác tốt, vững tay chèo đưa các thế hệ sinh viên đến với những bờ tri thức mới.
Hà Nội, Ngày 02 Tháng 05 Năm 2013
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG GIÁM SÁT . 1
1.1.Hệ thống giám sát an ninh từ xa 1
1.1.1.Nguyên tắc hoạt động cơ bản của hệ thống giám sát an ninh từ xa 1
1.1.2.Ứng dụng của hệ thống giám sát an ninh từ xa 2
1.2Hệ thống giám sát giao thông 2
1.2.1.Giới thiệu về hệ thống giám sát giao thông 2
1.2.2.Mục đích của hệ thống 3
1.2.3.Nguyên lý của hệ thống. 3
1.2.4.Đặc điểm của hệ thống 3
1.2.5.Giao diện phần mềm 4
1.3.Giới thiệu về đề tài 4
1.3.1.Tính cấp thiết của đề tài 4
1.3.2.Mục đích và phương pháp nghiên cứu 5
1.3.2.1.Mục đích 5
1.3.2.2.Phương pháp nghiên cứu 5
1.3.3.Giới hạn đề tài 5
CHƯƠNG II GIỚI THIỆU MODULE SIM900, SIM908 TẬP LỆNH AT COMMAND,
CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG 6
2.1.Tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM 6
2.1.1.Giới thiệu về công nghệ GSM 6
2.1.2.Đặc điểm công nghệ GSM 6
2.1.3.Cấu trúc mạng GSM 6
2.2.Tổng quan về hệ thống định vị toàn cầu GPS. 8
2.2.1.Giới thiệu về hệ thống định vị toàn cầu GPS. 8
2.2.2.Sự hoạt động của hệ thống định vị GPS 8
2.2.3.Độ chính xác của hệ thống định vị GPS 8
2.2.4.Các thành phần của hệ thống định vị GPS. 9
2.2.4.1.Phần không gian 9
2.2.4.2.Phần kiểm soát. 9
2.2.4.3.Phần sử dụng 10
2.3.Giới thiệu phần cứng SIM900 10
2.3.1.Đặc điểm của Sim900 10
2.3.2.Mạch phần cứng sim900. 11
2.3.2.1.Khối nguồn 11
2.3.2.2.Tắt\bật SIM900 sử dụng chân PWKEY 12
2.3.2.3.Nguồn nuôi RTC. 12
2.3.2.4.Giao tiếp nối tiếp 13
2.3.2.5.Giao tiếp âm thanh 14
2.3.2.6.Giao tiếp Sim card. 14
2.3.2.7.Sự chỉ thị trạng thái mạng. 15
2.4.Giới thiệu phần cứng Sim908. 16
2.4.1.Đặc điểm của Sim908 16
2.4.2.Ứng dụng Sim908 17
2.5.Cảm biến chuyển động PIR. 17
2.5.1.Nguyên lý phát hiện. 17
2.5.2.Cấu trúc cảm biến PIR. 18
2.5.3.Nguyên lý làm việc của loại đầu dò PIR. 18
2.6.Khảo sát tập lệnh AT Command. 20
2.6.1.Các lệnh kiểm tra ban đầu . 21
2.6.2.Các lệnh khởi tạo. 22
2.6.3.Các lệnh xử lý cuộc gọi. 23
2.6.4.Các lệnh về SMS. 23
2.6.5.Các lệnh về GPRS. 26
2.6.6.Các lệnh về GPS. 27
2.6.6.1.Tổng quan các tập lệnh cơ bản. 27
2.6.6.2.Cấu hình các tập lệnh về GPS. 27
2.6.7.Các lệnh khác. 31
CHƯƠNG III: KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA128 - DS1307 . 32
3.1.Tổng quan vi điều khiển AVR. 32
3.1.1.Đặc tính vi điều khiển ATmeg128. 32
3.1.1.Cấu trúc vi điều khiển AVR. 33
3.1.2.Cấu trúc bộ nhớ và cổng vào - ra. 33
3.1.2.1.Cấu trúc bộ nhớ. 33
3.1.2.2.Cổng vào/ra Atmega128. 35
3.1.2.3.Cách thức hoạt động. 36
3.1.3.Bộ định thời Atmega128. 38
3.1.3.1.Các định nghĩa. 38
3.1.3.2.Các thanh ghi bộ định thời 1. 39
3.1.4.Cấu trúc ngắt của ATmega128. 43
3.1.4.1.Khái niệm về ngắt. 43
3.1.4.2.Trình phục vụ ngắt và bảng vector ngắt . 44
3.1.4.3.Thứ tự ưu tiên ngắt. 46
3.1.4.4.Ngắt lồng nhau. 46
3.1.4.5.Ngắt ngoài Atmega128. 46
3.1.5.Bộ truyền nhận dữ liệu nối tiếp USART. 47
3.1.5.1.Bộ truyền nhận nối tiếp ATmega128. 48
3.2.Chip thời gian thực DS1307. 50
3.2.1.Các tính năng. 50
3.2.2.Mô tả. 50
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG . 55
4.1.Phương án thiết kế. 55
4.2.Sơ đồ khối tổng quát của toàn hệ thống và chức năng từng khối. 55
4.2.1.Sơ đồ tổng quát hệ thống. 55
4.2.2.Chức năng từng khối. 56
4.3.Thiết kế phần cứng. 57
4.3.1.Sơ đồ nguyên lý. 57
4.3.2.Thiết kế mạch in. 59
4.4.Thiết kế chương trình phần mềm. 61
4.4.1.Lưu đồ thuật toán chương trình. 61
4.5.Phần mềm giao diện quản lý 66
4.5.1.Giới thiệu phần mềm Visual Studio của Microsoft 66
4.5.2.Xây dựng giao diện truyền thông nối tiếp RS232 dùng Visual Studio. 66
CHƯƠNG V:KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN . 76
5.1.Kết quả thực hiện đồ án. 76
5.2.Hình ảnh mạch thực nghiệm 77